Устройство абсорбционной колонны. Конструктивное исполнение элементов. Определение толщин стенок, днищ корпуса и рубашки. Расчет аппарата на устойчивость против изгибающих моментов. Подбор и расчет опоры. Прочностной расчет основных элементов аппарата.
Аннотация к работе
Абсорбцией называют процесс поглощения газов или паров (абсорбтивов) из газовых или парогазовых смесей жидкими поглотителями (абсорбентами). В абсорбционных процессах участвуют две фазы - жидкая и газовая и происходит переход вещества из газовой фазы в жидкую. На практике абсорбции подвергают большей частью не отдельные газы, а газовые смеси, составные части которых (одна или несколько) могут поглощаться данным поглотителем в заметных количествах. Эти составные части называют абсорбируемыми компонентами или просто компонентами, а непоглощаемые составные части - инертным газом. Примерами могут служить: абсорбция SO3 в производстве серной кислоты; абсорбция HCI с получением соляной кислоты; абсорбция окислов азота водой (получение азотной кислоты) и т.д.Аппараты, в которых осуществляются абсорбционные процессы, называются абсорберами. Поэтому абсорберы должны иметь развитую поверхность соприкосновения между газом и жидкостью. Течение жидкости по насадке носит в основном пленочный характер, вследствие чего насадочные абсорберы можно рассматривать как разновидность пленочных. При определенных условиях пленочное течение жидкости в насадочных абсорберах нарушается, и контакт между газом и жидкостью осуществляется в режиме барботажа. 1 абсорбере насадка уложена двумя слоями, с установленными под каждым слоем отдельными поддерживающими решетками и установленной между слоями перераспределительным устройством 6 для перераспределения жидкости.Расчетная схема аппарата представлена на рисунке 2. Высоту опоры принять как ho=0,7· hk, Высоту перераспределительной части принять как hc1=0,7· hc, Температура t=20°С, Давление, абсолютное В случае невозможности проведения расчетов и испытаний при положительных температурах рассчитывается по формуле: t= max (tc; 20°С), (1) где tc - наибольшая температура среды. Согласно [7], пробное давление для вертикально установленных аппаратов определяем по формуле: Рпр=1,25PR ,(2) где =154 МПА, допускаемые напряжения для стали ВСТ-3пс4, при температуре t=20°С,-допускаемые напряжения при рабочей температуре, , согласно приложения А [7]. Допускаемое напряжение [у] при расчете по предельным нагрузкам сосудов, работающих при статических однократных нагрузках, вычисляют по формулам: - для углеродистых, низколегированных, ферритных, аустенитно-ферритных, мартенситных сталей и сплавов на железноникелевой основе: =з·min (4) где з=1 - поправочный коэффициент, учитывающий вид заготовки, =250 МПА - расчетное значение предела текучести при температуре 20°С по таблице Б1 [7], =460 МПА - расчетное значение временного сопротивления при температуре 20°С по таблице Б2 [7], nв=2,4 - коэффициент запаса прочности по временному сопротивлению (пределу прочности) по таблице 1 [7], пт=1,5-коэффициент запаса по пределу текучести по таблице 1 [7], Допускаемые напряжения согласно формуле (4)Допускаемое наружное давление определяется по формуле: , (17) где [Р]Е - допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости; [Р]П - допускаемое давление из условия прочности. Допускаемая осевая сжимающая сила определяется по формуле: , (21) где [F]П - допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности; [F]Е - допускаемая осевая сжимающая сила из условия устойчивости в пределах упругости. Допускаемая осевая сжимающая сила из условия устойчивости в пределах упругости определяется по формуле: [F]E= min {[F]E1; [F]E2},(23) где [F]E1 - допускаемая осевая сжимающая сила, определяемая из условия местной устойчивости в пределах упругости, [F]E2 - допускаемая осевая сжимающая сила, определяемая из условия общей устойчивости в пределах упругости. Допускаемая осевая сжимающая сила [F]E2, определяемая из условия общей устойчивости в пределах упругости, определяется по формуле: [F]E2= , (25) где - гибкость Допускаемый изгибающий момент определяется по формуле: (39) где - допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости; - допускаемый изгибающий момент из условия прочности.В данной работе выполнен расчет на прочность основных элементов аппарата от действия различных нагрузок, таких как избыточное давление, вакуум и изгибающий момент. Рассчитана толщина стенки корпуса, которая составила 30 мм.
Вывод
В данной работе выполнен расчет на прочность основных элементов аппарата от действия различных нагрузок, таких как избыточное давление, вакуум и изгибающий момент. Рассчитана толщина стенки корпуса, которая составила 30 мм. Подобрана и рассчитана стандартная опора. Выполнен проверочный расчет фланцевого соединения. Также выполнен расчет днищ. Поскольку работа носит учебный характер, полный прочностной расчет всех элементов аппарата не произведен.
Список литературы
1. Лащинский А.А. Конструирование сварных химических аппаратов: Справочник. - Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1981г. - 382 с., ил.
2. Поникарпов И.И., Гайнулин М.Г. Машины и аппараты химических производств и нефтегазопереработки: Учебник. - Изд. 2-е, перераб. И доп. - М.: Альфа-М, 2006. - 608 с. Ил.
4. Воробьева Г.Я. Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химического производств. 2-е изд., пер. и доп. - М.: Химия, 1975 г.
5. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии/под ред. П.Г. Романкова. - 9-е изд. Перераб. И доп. - М. - Л.: Химия, 1981г.
6. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ под ред. Ю.И.Дытнерского. - М.:Химия, 1983. - 272с., ил.
7. ГОСТ Р 52857.1 - 2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования.
8. ГОСТ Р 52857.2 - 2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек.
9. ГОСТ Р 52857.3 - 2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер.
10. ГОСТ Р 52857.4 - 2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность и герметичность фланцевых соединений.
11. ГОСТ12815-80 Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на ру от 0,1 до 20,0 мпа (от 1 до 200 кгс/см2). Типы. Присоединительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей.
12. ГОСТ 12820-80 Фланцы стальные плоские приварные на ру от 0,1 до 2,5 мпа (от 1 до 25 кгс/см2). Конструкция и размеры.
13. ГОСТ 15180 - 86 Прокладки плоские эластичные. Основные параметры и размеры.
14. ГОСТ 481-80 Паронит и прокладки из него. Технические условия.
15. РД 26-15-88 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность и герметичность фланцевых соединений.
16. Курсовая работа по дисциплине "Конструирование и расчет элементов оборудования отрасли": метод. Указания для студентов спец. "Машины и аппараты химических производств"/ НГТУ им. Р.Е. Алексеева; сост.: В.М. Косырев, С.В. Жестков. - Н. Новгород, 2011-17с.